El ciclo de los glaciares de marea es el comportamiento típico de los glaciares de marea que dura siglos y que consiste en períodos recurrentes de avance que se alternan con un retroceso rápido y puntuados por períodos de estabilidad. Durante partes de su ciclo, un glaciar de marea es relativamente insensible al cambio climático .
Si bien el clima es el factor principal que afecta el comportamiento de todos los glaciares, hay factores adicionales que afectan el desprendimiento de los glaciares de marea ( que producen icebergs ). Estos glaciares terminan abruptamente en la interfaz del océano, con grandes trozos del glaciar que se fracturan y se separan, o se desprenden , del frente de hielo como icebergs.
El cambio climático provoca un cambio en la altitud de la línea de equilibrio (ELA) de un glaciar. Esta es la línea imaginaria de un glaciar, por encima de la cual la nieve se acumula más rápido de lo que se elimina, y por debajo de la cual ocurre lo contrario. Este cambio de altitud, a su vez, provoca una retirada o avance del extremo hacia una nueva posición de estado estable. Sin embargo, este cambio en el comportamiento terminal de los glaciares que se desprenden también es una función de los cambios resultantes en la geometría de los fiordos y la tasa de desprendimiento en el extremo del glaciar a medida que cambia de posición. [1] [2]
Los glaciares que se desprenden se diferencian de los glaciares que terminan en tierra en la variación de velocidad a lo largo de su longitud. Las velocidades de los glaciares en la tierra donde terminan disminuyen a medida que se acerca al término. Los glaciares que se desmoronan se aceleran en el extremo. Una velocidad decreciente cerca del extremo ralentiza la respuesta de los glaciares al clima. Una velocidad de aceleración en el frente mejora la velocidad de respuesta de los glaciares al clima o a los cambios dinámicos de los glaciares. Esto se observa en Svalbard , Patagonia y Alaska . [3] [4] [5] Un glaciar que se desintegra requiere más área de acumulación que un glaciar en tierra para compensar esta mayor pérdida por desprendimiento.
La tasa de desprendimiento está controlada en gran medida por la profundidad del agua y la velocidad del glaciar en el frente de desprendimiento. El proceso de desprendimiento proporciona un desequilibrio de fuerzas en la parte frontal de los glaciares, lo que aumenta la velocidad. [6] La profundidad del agua en el frente del glaciar es una medida simple que permite estimar la tasa de desprendimiento, pero la cantidad de flotación del glaciar en el frente es la característica física específica que es importante. [3] [4]
La profundidad del agua en el extremo del glaciar es la variable clave para predecir el desprendimiento de un glaciar de marea. [7] [8] El flujo de escombros y el reciclaje de sedimentos en la línea de tierra del glaciar, particularmente rápido en los glaciares templados de Alaska, pueden alterar esta profundidad, actuando como un control de segundo orden sobre las fluctuaciones terminales. [9] Este efecto contribuye a la insensibilidad de un glaciar al clima cuando su extremo retrocede o avanza en aguas profundas.
Austin Post fue uno de los primeros en proponer que la profundidad del agua en el margen de desprendimiento afecta fuertemente la tasa de desprendimiento de icebergs. [2] Los glaciares que terminan en un banco de arena morrena son generalmente estables, pero una vez que un glaciar se retira hacia el agua que se profundiza a medida que retrocede el frente de hielo, la tasa de desprendimiento aumenta rápidamente y resulta en un retroceso drástico del extremo. Utilizando datos recopilados de 13 glaciares desprendidos por mareas de Alaska, Brown et al. (1982) dedujeron la siguiente relación entre la velocidad de parto y la profundidad del agua: , donde es la velocidad media de parto ( m ⋅ a −1 ), es un coeficiente de parto (27,1±2 a −1 ), es la profundidad media de agua en el frente del glaciar (m) y es una constante (0 m⋅a −1 ). Pelto y Warren (1991) encontraron una relación de parto similar con los glaciares de marea observados durante períodos de tiempo más largos, con una tasa de parto ligeramente reducida en comparación con las tasas principalmente de verano observadas por Brown et al. (mil novecientos ochenta y dos). [7] [8]
El desprendimiento también es una forma importante de ablación para los glaciares que terminan en agua dulce . Funk y Röthlisberger determinaron una relación entre la velocidad de desprendimiento y la profundidad del agua basándose en el análisis de seis glaciares que se desintegran en lagos. [10] Descubrieron que la misma relación de desprendimiento básica desarrollada para los glaciares de desprendimiento de marea era cierta para los glaciares de desprendimiento de agua dulce, solo que los coeficientes de desprendimiento conducían a tasas de desprendimiento del 10% de las de los glaciares de marea.
Las observaciones de los glaciares que se desprenden de las mareas de Alaska llevaron a Austin Post [2] a describir el ciclo de avance/retroceso de los glaciares que se desprenden de las mareas: (1) avance, (2) estable-extendido, (3) retroceso drástico o (4) estable-retracción. La siguiente es una revisión detallada del ciclo de los glaciares de marea derivado por Post, con numerosos ejemplos citados; el ciclo se basa en observaciones de glaciares templados de marea en Alaska, no en glaciares de salida de grandes capas de hielo o glaciares polares.
La proporción del área de acumulación de un glaciar, AAR, es el porcentaje de un glaciar que es una zona de acumulación cubierta de nieve al final de la temporada de deshielo de verano. Este porcentaje para los grandes glaciares de Alaska está entre 60 y 70 para los glaciares que no se desintegran, 70-80 para los glaciares de desprendimiento moderado y hasta 90 para los glaciares con una tasa de desprendimiento muy alta. [11] Utilizando datos del índice de área de acumulación (AAR) para los glaciares que se desprenden de las mareas de Alaska, Pelto (1987) [11] y Viens (1995) [12] produjeron modelos que muestran que el clima actúa como un control de primer orden en el avance/retroceso. ciclo de desprendimiento de glaciares durante la mayor parte del ciclo de retroceso avanzado, pero también hay períodos insensibles al clima. Pelto (1987) examinó el comportamiento terminal de 90 glaciares de Alaska y encontró que el comportamiento terminal de los 90 se predijo correctamente basándose en el AAR y la tasa de desprendimiento. [11]
Si comenzamos en la posición retraída estable al final de un ciclo de glaciar de marea, el glaciar tendrá una tasa de desprendimiento moderada y un AAR alto, por encima de 70. El glaciar construirá un banco terminal de sedimentos que reducirá aún más la tasa de desprendimiento. Esto mejorará el equilibrio de masa del glaciar y el glaciar puede comenzar a avanzar debido a este cambio o a un aumento en el flujo de hielo hacia el extremo debido al aumento de las nevadas o la reducción del derretimiento de la nieve. A medida que avanza el avance, el banco de arena terminal será empujado frente al glaciar y continuará creciendo, manteniendo baja la tasa de desprendimiento. En el caso de la mayoría de los glaciares, como el glaciar Taku, el glaciar acabará formando un banco terminal que estará por encima del agua y el desprendimiento esencialmente cesará. Esto eliminará esta pérdida de hielo del glaciar y el glaciar podrá seguir avanzando. Los glaciares Taku y Hubbard han estado en esta fase del ciclo. El glaciar Taku, que avanza desde hace 120 años, ya no nace. El glaciar Hubbard todavía tiene un frente de desprendimiento. [13] [14] El glaciar luego se expandirá hasta que el AAR esté entre 60 y 70 y se logre el equilibrio del glaciar sin desprendimiento. El glaciar no es muy sensible al clima durante el avance ya que su AAR es bastante alto, cuando el banco terminal limita el desprendimiento.
En su posición máxima extendida, el glaciar vuelve a ser sensible al cambio climático. [12] [15] El glaciar Brady y el glaciar Baird son ejemplos de glaciares que se encuentran actualmente en este punto. El glaciar Brady se ha ido adelgazando durante las últimas dos décadas debido a las mayores altitudes de la línea de equilibrio que acompañan a las condiciones más cálidas en la región, y sus extremos secundarios han comenzado a retroceder. Un glaciar puede permanecer en esta posición durante algún tiempo, al menos un siglo en el caso del glaciar Brady. Por lo general, se produce un adelgazamiento sustancial antes de que comience la retirada del banco de arena. Esto permitió la predicción en 1980, por parte del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), del retroceso del glaciar Columbia de su banco terminal. [16] El glaciar permaneció en este banco durante todo el siglo XX. El USGS estaba monitoreando el glaciar debido a su proximidad a Valdez, Alaska , el puerto de exportación de petróleo crudo del Oleoducto de Alaska . En algún momento, una disminución en el equilibrio de masa provocará una retirada del banco de arena hacia aguas más profundas, momento en el que se producirá el parto. [2] Basándose en el reciente adelgazamiento, se sugiere que el glaciar Brady está a punto de comenzar a retirarse.
La tasa de desprendimiento aumentará a medida que el glaciar se retire del banco de arena hacia el fiordo más profundo que el glaciar acaba de despejar durante su avance. Inicialmente, la profundidad del agua aumenta a medida que el glaciar se retira del banco de arena, lo que provoca un flujo, un desprendimiento y un retroceso cada vez más rápido del glaciar. Un glaciar es comparativamente insensible al clima durante este retroceso de desprendimiento. Sin embargo, en el caso del Glaciar San Rafael , Chile , se observó un paso del retroceso (1945-1990) al avance (1990-1997). [17] Ejemplos actuales de este retroceso son el glaciar Columbia y el glaciar Guyot . El ejemplo reciente más famoso de esto es el gran retroceso de los glaciares Glacier Bay y Icy Bay en Alaska que se produjo rápidamente a través de este proceso. [18] El glaciar Muir retrocedió 33 km entre 1886 y 1968, presentando grandes desprendimientos durante todo el tiempo. Revirtió brevemente su retirada entre 1890 y 1892. [19] En 1968, el glaciar Muir todavía tenía 27 km de largo, menos de la mitad de su longitud en 1886. El retroceso continuó 6,5 km adicionales en 2001. [20] Hoy en día, el glaciar está cerca de la cabecera de su fiordo y con mínimas El desprendimiento del glaciar puede ser estable en esta posición retraída.
El mejor ejemplo actual lo ilustra el estudio del Glaciar Columbia del Servicio Geológico de los Estados Unidos . Observaron que la tasa promedio de desprendimiento del glaciar Columbia aumentó de 3 km 3 ⋅a −1 en la segunda mitad de 1983 a 4 km 3 ⋅a −1 durante los primeros nueve meses de 1984. Esta tasa fue cuatro veces mayor que la medida. a finales de 1977 y volvió a aumentar en 1985. El flujo de los glaciares, es decir, el movimiento del hielo hacia el mar, también aumentó, siendo insuficiente para seguir el ritmo de la desintegración y expulsión de los icebergs. En cambio, el aumento de velocidad pareció simplemente alimentar el transportador cada vez más rápido hasta el final para la producción de icebergs. Esto llevó al USGS a predecir que el glaciar retrocedería 32 km antes de estabilizarse. [16] En 2006, se había retirado 16 kilómetros. El agua sigue siendo profunda y la tasa de desprendimiento y la velocidad del glaciar son muy altas, lo que indica que el retroceso continuará. En este punto, al igual que cuando se realiza un pago global en una hipoteca de tasa ajustable, el glaciar tiene que pagar una porción completamente nueva de su saldo a través de icebergs. El glaciar se acelera a medida que el proceso de desprendimiento mejora el flujo; esto aumenta la exportación de icebergs del glaciar. Las grandes retiradas de desprendimiento se inician por condiciones de calentamiento que provocan el adelgazamiento del hielo. El retroceso resultante hacia nuevas condiciones de equilibrio puede ser mucho más extenso que el que se recuperará durante la siguiente etapa de avance. Un buen ejemplo de esto es el glaciar Muir.
Junto a Glacier Bay, Icy Bay ha tenido el retiro más extenso. A principios del siglo XX, la costa era casi recta y la bahía no existía. La entrada de la bahía estaba llena de una pared de glaciar de marea que desprendía icebergs directamente en el Golfo de Alaska. Un siglo después, el retroceso de los glaciares ha abierto una bahía con múltiples brazos de más de 30 millas de largo. El glaciar de marea se ha dividido en tres glaciares independientes, Yahtse, Tsaa y Guyot. Otros ejemplos de glaciares actualmente en fase de retroceso son los glaciares South Sawyer y Sawyer en Alaska, que retrocedieron 2,1 y 2,3 km respectivamente entre 1961 y 2005.
En la Patagonia, un ejemplo de glaciar en rápido retroceso es el glaciar Jorge Montt, que desemboca en la Baja Jorge Montt en el Océano Pacífico. El adelgazamiento del hielo del glaciar, en elevaciones bajas, de 1975 a 2000 alcanzó los 18 m⋅a −1 en las elevaciones más bajas. El frente de desprendimiento del glaciar experimentó un importante retroceso de 8,5 km en esos 25 años como resultado del rápido adelgazamiento [1].
En algún momento, el glaciar alcanza un punto de fijación donde el desprendimiento se reduce debido al estrechamiento o bajío del fiordo y el AAR del glaciar está cerca de 100. Esto está ocurriendo con el glaciar LeConte y el glaciar Yahtse . El glaciar Le Conte tiene actualmente un AAR de 90, está en una posición retraída y parece probable que avance después de construir un banco de arena terminal. [21] La caída en la tasa de desprendimiento permite que el glaciar restablezca el equilibrio.
El glaciar Taku es un buen ejemplo de este ciclo. Estuvo en su máxima extensión cerca de 1750. En este punto había cerrado la ensenada de Taku . [22] Posteriormente, comenzó la retirada de partos. Cuando John Muir vio el glaciar en 1890, estaba cerca de su extensión mínima, en un lugar donde el fiordo se estrechaba, con aguas profundas al frente. [23] Alrededor de 1900, su AAR de 90 provocó el inicio del avance del glaciar Taku, al mismo tiempo que los glaciares restantes del campo de hielo de Juneau continuaban retrocediendo. [15] Este avance continuó a una velocidad de 88 m⋅a −1 , avanzando 5,3 km desde el mínimo de 1900 hasta 1948, mientras construía y luego subía sobre una importante llanura aluvial debajo de su cara de desprendimiento. Después de 1948, el glaciar Taku, que ahora no se está desprendiendo, poseía un AAR solo ligeramente reducido (86 y 63). Esto impulsó 1,5 km de avance adicional a una velocidad reducida de 37 m⋅a −1 . En 1990, el AAR del glaciar Taku era lo suficientemente alto como para llevar a Pelto y Miller a concluir que el glaciar Taku continuaría avanzando durante la década restante del siglo XX. [15] De 1986 a 2005, la altitud de la línea de equilibrio en el glaciar aumentó sin un cambio significativo en el extremo, lo que provocó que el AAR disminuyera a aproximadamente 72. Pelto y Miller concluyeron que la reducción actual en la tasa de avance desde 1970 es atribuible a la elevación lateral. lóbulo terminal en expansión en lugar de equilibrio de masa decreciente y que la fuerza principal detrás del avance del glaciar Taku desde aproximadamente 1900 se debe al equilibrio de masa positivo. [15] La reciente falta de equilibrio de masa positivo eventualmente ralentizará la retirada si persiste.
El tamaño de los glaciares de marea es tal que el ciclo de los glaciares de marea dura varios cientos de años. Un glaciar de marea no es sensible al clima durante las fases de avance y retroceso drástico de su ciclo. En la misma región, se observan respuestas terminales dispares entre los glaciares que se desprenden de las mareas, pero no entre los glaciares que terminan en tierra. Un ejemplo de ello son los 17 glaciares principales del campo de hielo de Juneau , 5 han retrocedido más de 500 m desde 1948, 11 más de 1000 m y un glaciar, el Taku, ha avanzado. Esta diferencia resalta los impactos únicos en el comportamiento terminal del ciclo de los glaciares de marea, que ha provocado que el glaciar Taku sea insensible al cambio climático en los últimos 60 años. Al mismo tiempo, tanto en la Patagonia [17] como en Alaska, [7] hay glaciares de marea que han avanzado durante un período considerable, glaciares de marea que están experimentando un rápido retroceso y glaciares de marea estables.
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